試析基于4G通信技術的無線網絡安全通信及防護

司 兵

(海軍駐北京地區導彈配套設備軍事代表室，北京 100084)

試析基于4G通信技術的無線網絡安全通信及防護

司 兵

(海軍駐北京地區導彈配套設備軍事代表室，北京 100084)

本文對無線網絡通信技術發展歷程進行了闡述，重點對4G通信的網絡安全技術存在的問題進行了分析，并給出了相應的防護措施。本文對于從事相關通信行業人員和網絡安全人員都具有一定的積極意義。

4G通信技術；無線網絡；安全通信

1 引言

4G通信技術給人們的生活、生產、教育、學習、娛樂等方面帶來很大的改變。隨著科學的進步，把4G通信技術融入到計算機技術、無線通信技術是社會發展的趨勢。但是通信技術就是一把雙刃劍，給人們帶來便利的同時也造成一定的損失。比如：在今年9月開學的時候，有很多大學生的學費、生活費，就被一些不法分子通過電信通信的方式騙走，對大學生造成很大的經濟損失，甚至有的大學付出了生命的代價。通信技術安全問題是目前通信行業首先要解決的問題，對4G通信網絡發展有至關重要的作用[1]。

2 無線網絡通信技術發展歷程

無線網絡通信技術根據發展歷程可以分為無線個域網、無線局域網、無線城域網、無線廣域網，根據覆蓋范圍的大小，各種網絡之間的區別如表1所示：

無線網絡名稱無線個域網（WPAN）無線局域網（WLAN）無線城域網（WMAN）無線廣域網（WWAN）具體應用ZigBee Wi-Fi802.11 Mesh 4GLTE覆蓋范圍10m左右10～100m＜50km全球覆蓋

2.1 WPAN、WLAN、WMAN通信技術

WPAN，即無線個域網，主要應用在群體比較固定、活動范圍比較小的區域，能夠很好地實現無縫連接，解決電纜長度不夠的問題。WLAN，即無線局域網，根據工作的需要，WLAN可以分為自組織網絡和基礎結構模式兩類。其中自組織網絡主要是通過無線終端相互連接而成的，相對比較獨立；基礎機構模式是通過無線終端的訪問點進行相互通信工作而形成的。隨著我國社會經濟快速發展，對無線通信技術的需求越來越高，WPAN、WLAN因受到很多因素的影響，已經不能滿足社會經濟的發展需求，于是出現了WMAN，即無線城域網，很大程度上改善了范圍的限制[2]。

2.2 GSM/GPRS通信技術

GSM，即全球移動通信技術，其主要優點是覆蓋范圍非常廣泛，而且運行成本也比較低，具有較強的穩定性，它是2G手機時代的主要通信技術，但是GSM通信技術的實時性比較差，不能滿足大數據的傳輸。GPRS，即無線數據傳輸技術，是在GSM通信技術上加以完善的一種通信技術，很好地改善了GSM通信技術存在的缺點，被廣泛應用在各個領域當中，但是也存在很多缺點，比如：只能進行單向認證，在傳輸過程中容易造成信息丟失[3]。

2.3 3G、4G通信技術

3G通信技術和2G通信技術相比，傳輸速度更快，而且能夠和計算機網絡技術進行無縫對接，大大提高了通信的容量和速度，被廣泛應用在媒體傳播行業當中。3G網絡的缺點有：在全球沒有形成統一的標準、業務管理不靈活、安全算法復雜、容易被攻破等等。4G通信技術幾乎融合了以上通信技術的所有優點，而且具有更快的傳輸速度、更大的容量空間、更高的安全系數，從而為了無線網絡安全通信提供了良好的環境，很大程度上滿足了人們對無線網絡的需求[4]。

3 4G無線網絡通信存在的問題

3.1 移動終端的安全通信問題

4G移動通信技術為了滿足社會發展的需求，往往融入了更多的統計技術和移動終端，雖然很大程度上滿足了社會發展多樣化的需要，而且能保證用戶更好地連接網絡，但是，要想實現這些目的就必須保證4G通信技術具有更高的傳輸速率和更大的容量需求。隨著4G用戶不斷增加，為了保證用戶和4G通信終端密切連接，對4G通信技術的存儲計算能力提出了很高的要求。我國4G無線網絡通信發展比較晚，很多安全防護技術還不夠成熟，在運行過程經常會遭到很多惡意程序的攻擊，從而降低4G通信技術的抵抗能力，導致運行過程中出現很多安全隱患，降低無線網絡通信的效率和質量[5]。

3.2 網絡鏈路中的安全問題

4G通信技術的無線網絡安全通信在應用過程中，需要充分發揮4G通信技術的IP網絡功能，從而保證各種通信信息能準確連接。但是由于我國4G無線網絡通信發展速度太快，使得網絡鏈路跟不上4G通信技術的發展潮流，導致發生一系列的安全問題，比如：鏈路上的相關數據被肆意竊取、修改、刪除等，嚴重影響了4G無線網絡通信的安全性，如果鏈路中的容錯率比較低，就會出現數據傳輸錯誤的事件，對用戶造成很大的損失。此外，隨著4G通信用戶的增多，大大增加了4G網絡鏈路的負擔，從而引發一系列的安全問題。

3.3 實體認證存在安全問題

我國通信技術在發展過程中往往只重視其帶給人們具體的價值和作用，而沒有充分考慮網絡實體認證對通信技術安全運行的重要性，這給很多不法分子提供了網絡犯罪的可乘之機，更容易引起不必要的法律糾紛。4G無線網絡通信中實體認證會受到很多因素的影響，比如：4G通信技術用戶的數量越來越多，使得相關認證工作落實比較困難，不能在第一時間完成實體認證，此外，我國無線網絡的種類比較多，沒有固定的模式，這些因素都會使得實體認證相關的策略方針得不到落實[6]。

4 基于4G通信技術的無線網絡安全通信問題的防護措施

4.1 完善移動終端的防護

完善移動終端的防護，需要從兩個方面進行入手：一方面加強4G通信技術操作的規范性，也就是說在選擇操作系統過程中，要盡量選擇穩定可靠的操作系統，從而保證4G通信技術在訪問控制功能、驗證功能中發揮其應有的價值和作用，保證4G通信技術中的移動終端時刻都處于安全狀態下；另一方面要提升移動終端系統硬件的集成度，從而減少物理接口遭受攻擊的次數，在此基礎上，要在移動終端上增加電壓檢測電路和電流檢測電路的防護措施，以便在移動終端受到攻擊時能第一時間進行反擊。除此之外，還可以通過完整性檢驗等方式進行保護。

4.2 建立安全防護體系

建立科學、合理、規范的安全防護體系是保證4G無線網絡安全通信的基礎。可以建立如圖1所示的安全防護體系：

圖1 網絡安全防護體系示意圖

從圖1可以看出，此安全防護體系具有較強的擴展性、安全性、兼容性，能夠從多方面保護4G無線網絡通信正常運行。此安全防護體系中，使用了單一的全球范圍的IP核心網來取代了3G蜂窩網絡。通過移動終端和4G無線接入網絡安全協議和算法，保證4G網絡的安全性。一方面，可以通過制定不同的策略機制進行安全防護，比如：當用戶需要登錄時需要通過相關的驗證步驟才能登陸網絡。另一方面，用戶可以根據自己的需要設置不同的防護措施。再者，通過協商機制為4G無線網絡通信提供安全協議，從而保證網絡連接的順利進行[7]。協商機制主要包括以下幾個方面：首先用戶可以對使用的業務設置安全防護措施；其次，被訪問的網絡安全措施應該給予透明化；最后，通過移動終端完成的任務量應盡量減少，從而減少計算帶來的延遲。

4.3 建立入網安全措施

無線網絡在連接過程中，需要有針對性地建立入網安全措施，同時加入相關輔助設備，從而第一時間阻止不安全的因素進入移動終端的連接口。同時建立雙向身份認證機制，結合生物特征識別進行登錄，比如：增加指紋技術、人臉識別技術保證登錄的安全性，從而把威脅網絡安全的因素控制在萌芽當中。除此之外，還要對訪問行為進行控制，通過相關的技術手段進行來控制訪問權限，防止一些不法分子盜取他人的信息和資料。根據4G無線網絡通信實際情況，制定統一的監控系統，從而增強整體網絡的可靠性和穩定性，加強對數據的過濾，從而阻止黑客、病毒等非法數據的接入。

5 結束語

隨著我國社會經濟的快速發展，4G通信技術的無線網絡安全通信給人們帶來極大的便利，但是我國4G通信技術還不夠成熟，所以使用過程中一定注意安全隱患的防范。本文分析了無線網絡通信技術的發展歷程，基于4G通信技術的無線安全通信存在的問題以及相應的防護措施。希望給從事相關通信行業人員和網絡安全人員提供一定的幫助。

[1]李煒鍵，孫飛．基于4G通信技術的無線網絡安全通信分析[J]．電力信息與通信技術，2014(0 1)：12 7-13 1．

[2]苗健．基于4G通信技術的無線網絡安全通信分析[J]．電子技術與軟件工程，2015(0 1)：43-44．

[3]周侃．基于4G通信技術的無線網絡安全通信研究[J]．信息通信，2015(0 9)：2 74-2 7 5．

[4]田延娟．基于4G通信技術的無線網絡安全通信探討[J]．中國新通信，2016(14)：3 0．

[5]吳騰飛．基于4G通信技術的無線網絡安全通信研究[J]．通訊世界，2016(0 6)：3-4．

[6]趙娜．無線傳感器網絡研究現狀及應用[J]．電腦與電信，2015 (4)：47-49．

[7]孫進，曹肖偉，丁靜，等．基于M o d b u s通信協議的PLC與C A N總線通訊[J]．徐州工程學院學報(自然科學版)，2016(1)：77-8 0．

Analysis of Wireless Network Security Communication and Protection Based on 4G Communication Technology

Si Bing
(Naval Delegate Group of Equipments for the Missile,Beijing 100084）

This paper describes the development of wireless network communication technology,especially analyzes the existing problems of the 4G network security technology and proposes corresponding protection measures.This paper has a certain positive significance for the relevant communication and network security personnel.

4G communication technology;wireless network;secure communication

TN929.5

Ａ

1008-6609(2016)10-0044-03

司兵(19 70-)，男，江蘇人，本科，工程師，研究方向為裝備管理。